MEEDS-09-M5-R3

Conceptos fundamentales de los modelos hidrológicos – Parte 2

Prospectiva Energética

Maestría en Economía de la Energía y Desarrollo Sustentable

Importancia de los Modelos Hidrológicos

El Modelo hidrológico es una representación matemática de las series de caudales en el tiempo, en diferentes sitios, el cual preserva los parámetros más importantes a partir del registro histórico (Modelo de Matalas). Algunos parámetros utilizados son:

• Media mensual.
• Desviación típica mensual.
• Correlación entre estaciones en el mismo mes.
• Correlación serial de los datos de una misma estación.
• Correlación entre meses sucesivos de diferentes estaciones.

Para este análisis estadístico, los caudales son convertidos a datos normales típicos estacionaros.

Fuente: OLADE. (1998) Manual del Módulo Hidrológico del SUPER-OLADE

Relleno de los datos históricos

Una vez construido el modelo hidrológico, se completa la información faltante y se extienden los registros históricos hacia el pasado y el futuro, con el fin de construir una base de caudales históricos de igual longitud para todas las estaciones hidrológicas. Se utiliza la evolución temporal y espacial de series de tiempo y la teoría de sistemas dinámicos inciertos. Utiliza lo anterior en la generación de series sintéticas. Esta base de datos de caudales con período común, se utiliza para realizar la simulación del sistema hidráulico y encontrar los escenarios hidrológicos a ser utilizados en el Módulo de Planificación.

Fuente: OLADE. (1998) Manual del Módulo Hidrológico del SUPER-OLADE

Simulación para el Modelo de Expansión

El Modulo de Planificación bajo Incertidumbre MODPIN, necesita información sobre eventos o escenarios hidrológicos que se puedan proyectar a futuro, con una probabilidad de ocurrencia dada. Se simula la operación del sistema en el período histórico siguiendo reglas heurísticas para producir una energía virtual objetivo anual; Mediante los coeficientes estacionales pasados por el módulo de demanda, se distribuye la energía anual en los diferentes meses del año. Se considera la topología del sistema de plantas y proyectos hidroeléctricos (relaciones de cascada) y las características de cabeza fija o variable Se considera como condiciones iniciales el 50% del volumen útil de los embalses Se ajusta la energía objetivo hasta conseguir la máxima producción sin déficits y minimizando los vertimientos.

Fuente: OLADE. (1998) Manual del Módulo Hidrológico del SUPER-OLADE

Reglas de Operación del Modelo de Simulación

• Como condiciones iniciales de los embalses en un mes dado se utilizan las condiciones finales del mes anterior.
• Inicialmente se genera la energía que de todas maneras se hubiese vertido.
• A continuación se efectúan desembalses para completar los requerimientos de descarga mínima y de otros usos aguas abajo de los embalses.
• Posteriormente se realizan desembalsamientos de los diferentes embalses hasta suplir la demanda objetivo de energía.

Fuente: OLADE. (1998) Manual del Módulo Hidrológico del SUPER-OLADE

Reglas de Operación del Modelo de Simulación

• Estos desembalsamientos se llevarán a cabo de acuerdo con una prioridad asignada por un índice que combina dos factores: a) minimizar los posibles vertimientos futuros del sistema y b) evitar posibles atrapamientos de agua en los embalses de mayor volumen del sistema.
• A lo largo del proceso anterior se efectúan los ajustes pertinentes para tener en cuenta las pérdidas debidas a la evaporación del sistema de embalses y a los diferentes aprovechamientos para usos diferentes al de generación de energía eléctrica.

Fuente: OLADE. (1998) Manual del Módulo Hidrológico del SUPER-OLADE

Obtención de las secuencias históricas

Se determina un numero de escenarios hidrológicos a considerar en el planeamiento, cada uno con una probabilidad de ocurrencia dada. Utilizando el modelo de simulación, se encuentran sucesiones de energías generadas en el período histórico El método consiste en encontrar secuencias cuya probabilidad de ocurrencia se aproxime más a las probabilidades pedidas. El Modelo determina los años iniciales de cada una de las secuencias históricas. La longitud de las secuencias históricas, es igual a la longitud del período de estudio más los años adicionales. Los años adicionales se definen para que al final del período de estudio, los embalses del sistema no queden vacíos por efecto de una operación optima.

Fuente: OLADE. (1998) Manual del Módulo Hidrológico del SUPER-OLADE

Definición de los escenarios hidrológicos

Fuente: OLADE. (1998) Manual del Módulo Hidrológico del SUPER-OLADE

Construcción de series sintéticas

La generación sintética de caudales se efectúa generando números independientes log normales; utilizándolos en las ecuaciones pertinentes del modelo hidrológico.

Fuente: OLADE. (1998) Manual del Módulo Hidrológico del SUPER-OLADE

Referencias

OLADE. (1998). Manual del Módulo de Demanda del SUPER-OLADE, disponible en: https://biblioteca.olade.org/opac-tmpl/Documentos/REF_HID.pdf